// LeetCode 主站 Problem Nr. 752: 打开转盘锁

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你有一个带有四个圆形拨轮的转盘锁。
每个拨轮都有10个数字： '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9' 。
每个拨轮可以自由旋转：例如把 '9' 变为 '0'，'0' 变为 '9' 。
每次旋转都只能旋转一个拨轮的一位数字。

锁的初始数字为 '0000' ，一个代表四个拨轮的数字的字符串。
列表 deadends 包含了一组死亡数字，一旦拨轮的数字和列表里的任何一个元素相同，这个锁将会被永久锁定，无法再被旋转。
字符串 target 代表可以解锁的数字，你需要给出解锁需要的最小旋转次数，如果无论如何不能解锁，返回 -1 。

示例 1:
	输入：deadends = ["0201","0101","0102","1212","2002"], target = "0202"
	输出：6
	解释：
		可能的移动序列为 "0000" -> "1000" -> "1100" -> "1200" -> "1201" -> "1202" -> "0202"。
		注意 "0000" -> "0001" -> "0002" -> "0102" -> "0202" 这样的序列是不能解锁的，
		因为当拨动到 "0102" 时这个锁就会被锁定。
示例 2:
	输入: deadends = ["8888"], target = "0009"
	输出：1
	解释：把最后一位反向旋转一次即可 "0000" -> "0009"。
示例 3:
	输入: deadends = ["8887","8889","8878","8898","8788","8988","7888","9888"], target = "8888"
	输出：-1
	解释：无法旋转到目标数字且不被锁定。

提示：
    1 <= deadends.length <= 500
    deadends[i].length == 4
    target.length == 4
    target 不在 deadends 之中
    target 和 deadends[i] 仅由若干位数字组成

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/open-the-lock
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*/

package main

import (
	"fmt"
	"strconv"
	"strings"
)

func openLock(deadends []string, target string) int {
	return method1(deadends, target)
}

type lock [4]int

func initializeLock() lock {
	return lock{0,0,0,0}
}

func setupLock(numbers [4]int) lock {
	return lock(numbers)
}

func (l lock) clockwise(index int) lock {
	if l[index] == 9 {
		l[index] = 0
	} else {
		l[index]++
	}
	return l
}

func (l lock) counterclockwise(index int) lock {
	if l[index] == 0 {
		l[index] = 9
	} else {
		l[index]--
	}
	return l
}

func (l *lock) string() string {
	builder := strings.Builder{}
	for _, v := range l {
		builder.WriteString(strconv.Itoa(v))
	}
	return builder.String()
}

func method1(deadends []string, target string) int {
	lock0 := initializeLock()
	queue := []lock{lock0}
	history := make(map[string]bool)
    for _, v := range deadends {
		history[v] = true
	}
    if history[lock0.string()] {
        return -1
    }
    if lock0.string() == target {
        return 0
    }
	level := 0

	for len(queue) > 0 {
		size := len(queue)
		level++

		for i := 0; i < size; i++ {
			e := queue[0]
			queue = queue[1:]

			for j := 0; j < len(e); j++ {
				e1, e2 := e.clockwise(j), e.counterclockwise(j)

				if e1.string() == target || e2.string() == target {
					return level
				}

				if !history[e1.string()] {
					queue = append(queue, e1)
					history[e1.string()] = true
				}

				if !history[e2.string()] {
					queue = append(queue, e2)
					history[e2.string()]  = true
				}
			}
		}
	}

	return -1
}

func main() {
	fmt.Println(openLock([]string{"0201","0101","0102","1212","2002"}, "0202"))
	fmt.Println(openLock([]string{"8888"}, "0009"))
	fmt.Println(openLock([]string{"8887","8889","8878","8898","8788","8988","7888","9888"}, "8888"))
	fmt.Println(openLock([]string{"0000"}, "8888"))
}
